Сегодня исследования этой научной школы ведутся на базе кафедры компьютерного моделирования и нанотехнологий физического факультета Института естественных и точных наук.
Герман Платонович Вяткин родился 1 мая 1935 года в Челябинске, окончил Челябинский политехнический институт (ныне ЮУрГУ) в 1958 году. После выпуска работал горновым в доменном цехе Челябинского металлургического завода. С 1959 по 1966 год трудился в Челябинском НИИ металлургии – прошел путь от лаборанта до старшего научного сотрудника. Затем перешел на педагогическую работу, заняв должность доцента сначала кафедры технологии металлов Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства, а с 1967-го – кафедры металлургии стали ЧПИ. С 1980 года Герман Платонович – заведующий кафедрой физики № 1, спустя три года – проректор по научной работе, а с января 1985 и по август 2005 года – ректор ЮУрГУ. С 2005 года по настоящее время видный ученый занимает пост президента университета.
В 1963 году Г.П. Вяткин защитил кандидатскую диссертацию, в 1977-м – докторскую, а в декабре 1987-го избран членом-корреспондентом АН СССР и членом президиума УрО АН СССР.
Герман Платонович – автор более двухсот научных работ, в том числе пяти монографий. Среди его трудов – такие как «Поверхностная сегрегация и десорбция при фазовых переходах в металлах», «Определение характера гибридизации валентных состояний углерода спектроскопическими методами», «Термодинамическое моделирование в неорганических системах».
В 1993 году ученый награжден орденом Дружбы народов, в 2000-м – орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени, в 1999-м ему присуждена премия Президента РФ в области образования.
Научная деятельность профессора Вяткина связана с интересами металлургической промышленности. Первые работы были выполнены в области экспериментальной металлургии и посвящены изучению возможностей использования на металлургических заводах Южного Урала местного железорудного сырья, совершенствованию технологии доменной плавки, исследованию доменных процессов и путей их интенсификации.
В середине 60-х годов Г.П. Вяткиным выполнена серия работ по исследованию физико-химических свойств высокомагнезиальных шлаков, определен оптимальный и допустимый их состав, что позволило создать эффективную технологию переработки руд Бакальского месторождения. Вслед за этим были решены проблемы получения передельного чугуна из руд Лисаковского месторождения, использования в доменной плавке кокса из шихт с большим содержанием углей Кузнецкого бассейна взамен коксующихся донецких углей.
Обобщив наработанный в области экспериментальной металлургии опыт, исследователь пришел к выводу, что дальнейшему совершенствованию металлургической технологии препятствует недостаток знаний о физико-химической природе металлургических расплавов.
В 1974 году в Институте металлургии молодой докторант Герман Вяткин вместе с аспирантами из ЧПИ Валерием Бескачко и Владимиром Монькиным работал в лаборатории фазового состава, которой руководил Николай Анатольевич Ватолин – будущий академик АН СССР и РАН. Здесь Герман Платонович впервые применил интегральные теории жидкости и методы интегральных уравнений и компьютерного моделирования к расчету структуры и свойств двухкомпонентных жидкостей с кулоновским взаимодействием – ионных расплавов.
В то же время продолжались интенсивные экспериментальные исследования ионных расплавов, которые к середине 80-х годов сосредоточились в лаборатории физической химии гетерогенных систем. Совместно со своим учеником – аспирантом Юрием Измайловым Г.П. Вяткин подробно исследовал один из классов ионных систем – тройные взаимные оксидно-фторидные системы с летучими компонентами. Эти системы представляют значительный интерес как с практической точки зрения – поскольку широко используются в металлургии, так и в теоретическом плане: вследствие их неравновесности в открытых условиях. Были установлены важнейшие закономерности их поведения: исследован вопрос о влиянии на интенсивность массопереноса при испарении характера атмосферы, материала сосудов, краевых эффектов на трехфазной границе, формы и размеров мениска испаряющейся жидкости; обнаружена независимость скорости испарения жидкостей от кривизны вогнутого мениска, формирующегося в цилиндрическом сосуде.
Многие выполненные разработки существенно расширяют круг возможностей физико-химического исследования массообменных процессов с участием систем, содержащих легколетучие токсичные соединения. Они могут быть использованы как для оптимизации составов растворов и расплавов, применяемых в химических и металлургических производствах, так и для разработки экологически чистых технологий.
Вместе с аспирантом Анатолием Белоножко Герман Платонович выполнил обширные эксперименты по кинетике испарения различного рода жидкостей в различных условиях, позволившие выяснить влияние на скорость испарения, в частности, геометрических факторов (радиуса капилляра, высоты его свободной части), трехфазных границ (жидкость – газ – твердое тело), формы мениска. Критический анализ этих данных заставил пересмотреть некоторые сложившиеся представления.
Совместно с Анной Коренченко разработаны теоретические модели массопереноса при испарении жидкостей в среде неконденсирующегося газа, позволяющие рассчитывать зависимости скоростей испарения от геометрических параметров экспериментальной ячейки и кривизны мениска испаряющейся жидкости.
В конце 1980-х в связи с известной дискуссией о причинах аномалий в поведении физико-химических свойств жидких металлов, ученый совместно с Валерием Петровичем Бескачко начал работы, развивающие теоретические основы экспериментальных методик: в частности, методов измерения вязкости, электропроводности, скоростей растворения.
Примерно в то же время резко усилился интерес к исследованию так называемых суперионных проводников – твердых тел, обладающих свойством «подрешеточного плавления», когда атомы подрешетки одного из компонентов системы приобретают почти такую же подвижность, как и в жидкостях – но задолго до плавления кристалла в целом. Совместно с Владимиром Михайловичем Березиным были синтезированы керамические высокотемпературные твердые электролиты, позволившие исследовать термодинамику перехода «твердый суперионник – расплав».
Совместно с Татьяной Павловной Приваловой Герман Платонович занимался изучением поверхностных свойств материалов. Детально процессы поверхностной сегрегации и десорбции компонентов металлических сплавов при протекании объемных фазовых переходов в металле изучены в диссертационной работе Татьяны Олеговны Алексеевой. В диссертации Сергея Ивановича Морозова разработана методика исследования поверхности трехкомпонентных сплавов с помощью техники температурно- программируемой десорбции, исследованы высокотемпературные поверхностные фазы и фазовые переходы в сплавах Fe–Mn–С и Fe–C–S.
После распада СССР в 1993 году на кафедре физики № 1 и в лаборатории физики расплавов появился новый сотрудник – Александр Аминулаевич Мирзоев, работавший до этого ведущим научным сотрудником физического факультета Таджикского государственного университета в Душанбе. В Челябинске он продолжил исследования электронной и атомной структуры расплавов, начав с использования уже имеющихся в лаборатории средств компьютерного моделирования – молекулярной динамики и метода Монте-Карло. За несколько лет Александр Аминулаевич одним из первых в стране адаптировал и ввел в арсенал исследований ряд новых современных компьютерных методов расчета микроскопической структуры неупорядоченных систем.
Научные направления, которые начали разрабатываться первым поколением школы в 70–80-е, набрали силу к 90-м годам, когда их результаты были обобщены в докторских диссертациях Ю.Г. Измайлова, В.М. Березина, Т.П. Приваловой, В.П. Бескачко, А.А. Мирзоева, О.И. Бухтоярова, Б.С. Воронцова, Л.И. Вороновой, кандидатских диссертациях десятка аспирантов и соискателей. Признание в России и за рубежом получили работы школы в таких направлениях, как экспериментальные исследования металлических и оксидных расплавов, методика и техника высокотемпературных экспериментов, компьютерное моделирование материалов различной химической природы (с металлической, ионной и ковалентной связью), находящихся в различных термодинамических условиях (твердом, жидком и газообразном состоянии). В 2000-х бывшие аспиранты 90-х стали опытными исследователями, сформировали свои точки зрения на перспективы развития школы и защитили их. Так, в 2007-м стала доктором наук А.Е. Коренченко, в 2013-м – А.Г. Воронцов, готовятся к защите С.И. Морозов и А.Н. Соболев. Выпускников школы уровня бакалавров и магистров можно встретить в научных центрах России, Европы и Северной Америки.
